数字图像处理的起源与应用
1.概述
数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。

数字图像处理技术目前广泛应用于各个领域，其发挥的作用有效提高了人们的生产生活质量。

2.起源与发展
（1）20世纪 20 年代，数字图像处理最早应用于报纸行业。

由于报纸行业信息传输的需要，一根海底电缆从英国伦敦连输到美国纽约，实现了第一幅数组照片的传送。

（在当时那个年代如果不采用数字图像处理，一张图像传达的时间需要7 天，而借助数字图像处理技术仅耗费 3 小时）。

（2）20世纪50年代，当时的图像处理是以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。

（3）20世纪60年代的美国喷气推进实验室是图像处理技术首次获得实际成功的应用，推动了数字图像处理这门学科的诞生。

（4）20世纪70年代英国EMI公司工程师Housfield发明了CT并获得了诺贝尔奖，这对人类的发展作出了划时代的贡献。

借助计算机、人工智能等方面的快速发展，数字图像处理技术实现了更高层次的发展。

相关工作人员已经着手研究如何使用计算机进行图像解释。

（5）20世纪 80 年代。

研究人员将数字图像处理应用于地理信息系统。

从这个阶段开始数字图像处理技术的应用领域不断扩大，在工业检测、遥感等方面也得到了广泛应用，在遥感方面实现了对卫星传送回来的图像的处理。

（6）20世纪 90 年代。

数字图像处理技术就得到了一个快速发展，其中特别是小波理论和变换方法的诞生（Mallat在1988年有效地将小波分析应用于图像分解和重构），更好地实现了数字图像的分解与重构。

（7）进入到 21 世纪，借助计算机技术的飞速发展与各类理论的不断完善，数字图像处理技术的应用范围被拓宽，甚至已经在某些领域取得突破。

从目前数字图像处理技术的特点进行分析，可以发现图像信息量巨大，在图像处理综合性方面显示出十分明显的优势，其中就借助了图像信息理论与通信理论的紧密联系。

再加上数字图像处理技术具有处理精度高、灵活性强、再现性好、适用面广、信息压缩的潜力大等特点，因此已经成功地应用在各个领域。

3.应用
（1）航天和航空技术方面:早在1964年美国就利用图像处理技术对月球照片进行处理，并且成功地绘制出月球表面地图，这个重大的突破使得图像处理技术在航天技术中发挥着越来越重要的作用。

“卡西尼”号飞船进入土星轨道后传回地球的土星环照片，“火星快车”拍摄到的火星山体滑坡照片，还有我国嫦娥探测器拍摄的月球表面照片，以及近来很火的“大疆”无人机航拍等等。

这些照片都体现了数字图像处理技术在航空航天技术领域不可或缺的重要作用。

（2）遥感领域方面的应用:数字图像处理在遥感的应用,主要是获取地形地质及地面设施资料，矿藏探查、森林资源状况、海洋和农业等资源的调查、自然灾害预测预报、环境污染检测、气象卫星云图处理以及地面军事目标的识别。

例
如1997年印度尼西亚森林大火灾就利用SPOT(地球观测卫星系统)卫星编程接收，实时跟踪火灾蔓延趋势。

2008年汶川地震对北川县的地震灾害监测是利用中巴地球资源卫星02B卫星观测的。

以及很出名的谷歌地球，近几年对城市雾霾的观测等等。

（3）生物医学工程方面：CT技术的诞生,成为了数字图像处理发展史上的一个里程碑，也是医学上的一个巨大成就。

图像处理技术也因为它的直观，无创伤和安全方便，更加的广泛地应用于这个领域。

如医用显微图像的处理分析，各类的医学诊断等。

其中最突出的临床应用就是超声、核磁共振、CT技术等。

除此之外，数字图像处理还在通信、工业生产与控制、军事、公共安全、文体艺术等等各方面都有广泛应用，在此不再过多列举。

4.数字图像处理技术的优点
(1)再现性好数字图像处理不会因为图像的存储、传输或复制等一系列的变化操作而导致图像的质量下降，保持了图像的清晰度。

(2)处理精度高按目前的技术，图像数字化精度可以满足任何一个应用需求。

对计算机而言，不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只需改变程序中的数组参数就可以。

(3)灵活性高，适用面广灵活性高的图像处理大体分为三部分，图像的像质改善、图像分析和图像重建。

适用面广的图像来自多种信息源，只要针对不同的图像信息源采用相应的信息采集措施，即均由计算机来处理。

(4)适用性强，系统功能强大数字图像处理技术具备丰富的特效手段，并且只需在电脑上点击鼠标即可完成。

处理操作简单，效果好，且看不出处理痕迹。

(5)便于储存，信息量大。

5.总结
随着人类社会的进步与发展与进步，人类对于信息的需求越来越来大，对于获取的信息的速度、质量以及数量的要求都越来越高，在此需求下伴生的数字图像处理技术，经过将近一个世纪的发展，以其再现性好、处理精度高、灵活性高、适用性强等优点，已经渗入人们生活的方方面面，在各个领域提高了人们的生产生活效率。

同时，伴随着计算机技术的发展、硬件的升级以及对数字图像处理的理论研究和完善，推动了数字图像处理的发展，推动其应用领域的扩大与深入。

如神经网络、遗传算法等于数字图像处理技术相结合是未来的一个重要方向，以及机器人视觉、多媒体技术与硬件芯片技术相结合等等，不断的完善数字图像处理技术朝着高速、高分辨率、智能化方向发展。

对于处于通信行业的我们来说，信息的传递离不开通信，将数字图像处理技术与通信技术相结合，创造越来越高效、智能的通信系统和设备，信息的传递变得越来越高效，稳定，应该是学习数字图像处理技术这门课程的最大意义。